Новая жизнь Ан-2 - ремоторизация и модификации

[Прочнист]

Знатное обсуждение получилось Казалось бы такой простой вопрос, но в нем действительно очень много подводных каменей.

Если не секрет... Часто сталкивались с перезенковкой отверстий в подобных тонколистовых обшивках (до 1 мм) на производстве и как потом решали вопрос (заменой на больший диаметр, как вариант)? Были ли видимые поводки (минимальные «гофрения») материала в местах заклёпочного соединения? То что ресурс подобных соединений с зенковкой в тонких листах ползёт вниз мне хорошо известен. Очень много исследований было сделано и в СибНИА и в ЦАГИ, и есть масса отчетов. По поводу 100 градусов угла головки заклепки согласен - это хороший альтернативный вариант, но в основном весь крепёж с таким углом импортный, например фирмы ALCOA (вроде так назвалась). Кстати для ПКМ соединений в своё время тоже проводили много исследований и наиболее оптимальным оказалась заклепка с углом 130 градусов, но это также был импортный крепёж под спецзаказ.

Повторюсь, что обшивки тоньше 1 мм на транспортных самолетах по 25-м нормам, где я имею опыт ремонтов нетипичны. Но, в принципе, и 1 мм можно отнести к тонким обшивкам, потому что для установки стандартной 3-мм заклепки требуется сквозное зенкование.

Что такое "перезенковка"? Излишняя глубина зенковки? В производстве самолета, да и у нас на АРЗ - явление крайне редкое. По общему принципу, стараемся оставить, как есть, потому что не всегда есть возможность установить заклепку следующего диаметра. Это всегда требует инженерной оценки и заключения о прочности и влиянии на ресурс. Можем поставить и заклепку с выступающей головкой.

Если перезенковка - это новая зенковка под заклепку увеличенного размера, то бывает и такое, если место слабонагруженное. Но обычно не в тонком листе.


Поводка листа - нет, у нас это редкое явление. Зенкуем мы листы от 1 мм, a 0.8 мм и 0.6 мм (и 1 мм тоже для заклепок 3.5 мм и больше) стараемся подштамповывать. Тут есть определенные проблемы с качеством, но если механик опытный, то все нормально.

У нас весь крепеж, который с потайными головками, с углом 100 градусов. Не от АЛКОА или там Хай-Шеар, но импортный. Он доступен (но иногда по 4 месяца ждать определенный размер). Есть, наверное, экзотика, с одосторонним подходом, но это очень редко и не поощряется.

Немного сумбурно, но где-то так.

 

[Прочнист]

Предлагаю Вашему любезному вниманию фото тех самых заклепочных соединений с тонкими обшивками. Снаружи и изнутри.
Не обессудьте, что фрагменты небольшие - они, однако. достаточно наглядно иллюстрируют технологию.

Посмотреть вложение 762347

Фотографий заклепок снаружи нет. Одни отверстия. Размеры заклепок непонятны.

Соврал лапшин про наглядную иллюстрацию.

 

[Ту-155]

Фотографий заклепок снаружи нет. Одни отверстия. Размеры заклепок непонятны.

Соврал лапшин про наглядную иллюстрацию.

Это не отверстия. Это имхо уже поставлнные заклепки на картинке.

 

[Прочнист]

Это не отверстия. Это имхо уже поставлнные заклепки на картинке.

Черного цвета? Замыкающие головки покрыты грунтом, как положено, а закладные головки зияют чернотой?

Я бы еще сказал, что на фотографии проблескивает чистый алюминий после сверления.
Выглядит, как снятая фаска. Если лист 0.6 мм, то "фаска" где-то 0.2 мм. Все "головки заклепок " ниже фаски. Это что за заклепки такие?

Но по такой нечеткой фотографии ничего определенного сказать нельзя.

 

[лапшин]

Это не отверстия. Это имхо уже поставлнные заклепки на картинке.

Странно сомневаться: ведь я уже сказал:
Отзовитесь те, кто также считает показанные зенковки в 0.6-миллиметровой обшивке цилиндрическими. Кому непонятно - заклепки уже стоят.
Ну уж на этом-то фото уже не перепутать - даже следы компенсатора видны.

 

[Прочнист]

Странно сомневаться: ведь я уже сказал:
Отзовитесь те, кто также считает показанные зенковки в 0.6-миллиметровой обшивке цилиндрическими. Кому непонятно - заклепки уже стоят.
Ну уж на этом-то фото уже не перепутать - даже следы компенсатора видны.

Да, на этом фото видно. И следы поддержек видны.

И на первом фото, на отдельных заклепках просматривается металлический цвет головки, согласен.

Таким образом, понятно, что вы используете несиловые заклепки (2.6 мм), что я и предполагал, и что теоретически оставляет вам 0.1 мм цилиндрической части, и зенкуете лист на полную толщину при установке 3-мм заклепок. Чуда не случилось.

 

[лапшин]

Чуда не случилось.

 

[Прочнист]

Существует, давно существует, книга издания 1968 г.,, комбинированный метод клее-заклепочного соединения, в некоторых источниках его называют "плотный заклепочный шов".
Вот фрагмент из учебника авторов В.Н. Шавырин и др. "Клее-механические соединения в технике", М., Машиностроение, 1968.

Нихрена не прижилась эта идея. Смотрите на год книги - 1968. А график вообще американский. У нас (в СССР) антоновцы на Ан-24/26 с этим возились.

К началу 1980-х годов все уже заглохло. Остались рулоны клеевой пленки (на восщенной бумаге). Я примерял ее к наклейке тензодатчиков. Вот это был клей! Зверь! И требования к подготовке поверхности были минимальны. По всем параметрам на порядок лучше циакрина. Кроме одного - толщина пленки между датчиком и деталью была больше. Даже больше, чем у БФ-2. Теплоотвод с датчика был не очень хорошим. Ну, и высокотемпературная полимеризация в автоклаве требовалась.

Были еще рулоны пленочного герметика, но, по-моему, для склевания они не использовались. Другой товарищ с ними работал, он их использовал в основном для предотвращения фреттинг-коррозии в заклепочных соединениях.

 

[Swoop-77]

По технологии у нас, вначале, как Вы сказали; затем - сборка отсеков из панелей, и последующая стыковка отсеков. Именно с этих позиций выбрано членение и стыки.

Немного не понял чем обусловлено деление фюзеляжа на отсеки?! Сколько получилось отсеков фюзеляжа? То что вы изготавливаете сначала панели отсеков фюзелажа это здорово для серийного производства! Вроде длинна самого фюзеляжа не такая уж и большая... Почему именно разделили фюзеляж на отсеки, так технологичнее получилось? Если не сложно, поясните пожалуйста...

 

[лапшин]

Немного не понял чем обусловлено деление фюзеляжа на отсеки?! Сколько получилось отсеков фюзеляжа? То что вы изготавливаете сначала панели отсеков фюзелажа это здорово для серийного производства! Вроде длинна самого фюзеляжа не такая уж и большая... Почему именно разделили фюзеляж на отсеки, так технологичнее получилось? Если не сложно, поясните пожалуйста...

По длине предполагается деление на переднюю часть от противопожарной перегородки, включая кабину экипажа до начала салона; салон и хвостовую часть. Каждый из этих отсеков конструктивно отличается один от другого: если средний отсек, в котором размещен пассажирский салон, имеет одинарную кривизну обводов и просто сложен из четырех (пол, потолок и два борта) панелей, то передний отсек с дверями кабины и остеклением, конструктивно существенно сложнее, а задний отсек конических обводов, соединен со средним переходным участком двойной кривизны. Поэтому, темп работ по отсекам отличается и разделение на участки позволяет согласовать их. Стыковка отсеков по оси Х занимает совсем не много времени при использовании соответствующих методов позиционирования.
Помимо этого, в каждую из консервных банок-отсеков на порядок проще установить находящиеся там, агрегаты и при общей сборке только установить соединения между ними - пространство внутри каждого отсека значительно более доступно.
Однако, выше описанная технология реализуема лишь на серийном заводе в условиях отработанной конструкции и установившейся компоновки с уже выверенными длинами жгутов, координатами разъемов и пр. Поэтому, сборка осуществлена по классической схеме - из панелей и соединений между ними.

 

[alex1664]

Топливные баки вкладные? Кессонами не заморачивались? И еще есть какие в конструкции современные технологичности: Цельнофрезерованные элементы набора, многослойные панели, композиты, светодиодные фонари и т.д. Вроде должны проникать такие решения даже в консервативные конструкции, если имеет смысл.

 

[лапшин]

Топливные баки вкладные? Кессонами не заморачивались? И еще есть какие в конструкции современные технологичности: Цельнофрезерованные элементы набора, многослойные панели, композиты, светодиодные фонари и т.д. Вроде должны проникать такие решения даже в консервативные конструкции, если имеет смысл.

Заморачивались с кессонами: во многом, из-за них крыло сделали двухлонжеронным - зато в кессон между лонжеронами от корня и на всю прямую часть крыла можно налить керосинища значительно больше, чем бензина в Ан-2 - так, что барражировать можно не долго, а очень долго, в случае такого применения. К внутренней полости кессона сделан доступ лючками. как спереди, так и сзади - так, что возможные потеки легко ликвидировать.
В конструкции цельнофрезерованным является задний торцевой шпангоут, к которому крепится хвостовая опора, остальные шпангоуты сборные: некоторые их элементы также фрезерованные. Из трехслойных композитных панелей выполнены элероны, закрылки и рули направления, а также - капот и ряд зализов и обтекателей. Фары, да - естественно, светодиодные - как же без них,- расположились в обтекателе узла стыковки подкоса с консолью. При этом - руль высоты имеет металлический каркас и тканевую обшивку: избежать возможных ударов камешками по РВ не представляется возможным, а на поверхности деталей из ПКМ от этого неизбежно появятся микротрещины, которые, с попаданием в них воды, будут постоянно углубляться.

 

[Прочнист]

И еще есть какие в конструкции современные технологичности: Цельнофрезерованные элементы набора, многослойные панели, композиты, светодиодные фонари и т.д. Вроде должны проникать такие решения даже в консервативные конструкции, если имеет смысл.

Цельнофрезерованные - ни в коем случае!

Это технологическая отсталость. По уму надо только делать только чистовую фрезеровку поковки, если форма сложная (шпангоут, фиттинг) или прессованной детали, если форма линейная (стрингер, полка лонжерона).

Но ЛМС - это АП-23, можно немного расслабиться, нагрузки в целом скромные.

 

[bombdropper]

Это технологическая отсталость. По уму надо только делать только чистовую фрезеровку поковки, если форма сложная (шпангоут, фиттинг) или прессованной детали, если форма линейная (стрингер, полка лонжерона).

Оснастку никто делать не будет для поковок -не тот уровень,производство то на коленке...лучше пусть в стружку уйдет -красиво же, да и не знают топ-менеджеры никакого другого оборудования кроме обрабатывающего центра и 3 д принтера.

 

[лапшин]

Оснастку никто делать не будет для поковок -не тот уровень,производство то на коленке...лучше пусть в стружку уйдет -красиво же, да и не знают топ-менеджеры никакого другого оборудования кроме обрабатывающего центра и 3 д принтера.

Изготовление деталей из поковок/штамповок соответствующей формы с последующей мех. обработкой, новым никак не назвать - это было фирменным стилем Сухого еще с 70-х годов прошлого века. Наоборот, с повсеместным внедрением обрабатывающих центров, фрезеровка деталей из заготовки, ничего общего не имеющей с деталью, стало трендом, позволяющим отвязаться от лишних тех. процессов и оснасток - это еще во время перестройки рассказал мне коллега, поработавший некоторое время в Южной Корее. Стружка при этом прессуется и идет в переплавку - так, что ничего не пропадает; а машинное время достаточно дешево.
Естественно, именно таким образом и изготовлены наши фрезерованные детали; как они будут делаться на серии - будет зависеть от серийного предприятия.
Впрочем, послушай вас - никакой серии не будет вообще.

 

[Swoop-77]

Цельнофрезерованные - ни в коем случае! Это технологическая отсталость.

В чем технологическая отсталость даже для категории АП-25?! А в каком КБ работаете (если не секрет)?

 

[Прочнист]

В чем технологическая отсталость даже для категории АП-25?! А в каком КБ работаете (если не секрет)?

Авиационные деформируемые сплавы - не только зернистые, но и волокнистые материалы. Прессование и ковка обеспечивают очень благоприятное расположение волокон. Поэтому прочность прессованных, например, деталей выше, чем у обычных катанных листов или плит и стержней. Устойчивость, кстати, тоже выше у прессованных профилей.

Но главная проблема фрезерования деталей из катанных плит - подрезка (перерезка) этих самых волокон, сформированных при прокатке. Это сильно уменьшает сопротивление усталости. При прессовании и ковке, если подфрезеровывать до окончательного размера только поверхностный слой, практически все волокна остаются нетронутыми и идеально ориентированными (особенно при прессовании).

Речь примерно о таком:

Поэтому, если вы хотите производить долговечный самолет (я говорю о транспортной категории, но и истребители сейчас подошли к 10,000 часам ресурса, для них тоже справедливо), то альтернативе прессованным панелям крыла и другому набору (крыла) и кованным основным фитингам и шпангоутам нет.

Если проблема долговечности для вас некритична, или вы можете себе позволить применять детали меньшей, чем возможно, прочности, то, конечно, можно экономить ("на спичках" - шутка).

Конечно, все вышесказанное - мое личное мнение, которое может быть оспорено.


Насчет КБ не волнуйтесь. Я 15 лет работал в специализированной НИ организации. С КБ мы работали по договорам. В основном это был Опыт и ЦАГИ. Немного Кулон и КБ Антонова. Кстати, решили мы проблему, которая оказалась не по зубам ребятам (хорошим), работавшим над Су-26М/29 (это для лапшина). С падением железного занавеса стала доступна информация по методам проектирования и конструирования ведущих КБ Запада. Сейчас я работаю на АРЗ. Это намного интереснее, чем в КБ. У нас довольно хорошие отношения с КБ-разработчиком самолета. Также один из наших заказчиков имеет небольшой флот стареньких Агуста-Вестланд. Тоже интересный опыт.

 

[Greygrei]

Да сделайте уже этот несчастный кукурузник !

 

[лапшин]

Да сделайте уже этот несчастный кукурузник !

Не нервничайте так: я уже устал опасаться за каждого.
Берегите себя!

 

[Swoop-77]

Авиационные деформируемые сплавы - не только зернистые, но и волокнистые материалы. Прессование и ковка обеспечивают очень благоприятное расположение волокон. Поэтому прочность прессованных, например, деталей выше, чем у обычных катанных листов или плит и стержней. Устойчивость, кстати, тоже выше у прессованных профилей.
Но главная проблема фрезерования деталей из катанных плит - подрезка (перерезка) этих самых волокон, сформированных при прокатке. Это сильно уменьшает сопротивление усталости. При прессовании и ковке, если подфрезеровывать до окончательного размера только поверхностный слой, практически все волокна остаются нетронутыми и идеально ориентированными (особенно при прессовании).

Все хорошо и правильно вы пишите с точки зрения именно научного, научно-практического значения. Но не все и всегда можно сделать именно так как хочется. И глядя в чертежи элементов крыла и фюзеляжа Boeing, Airbus и ряда других компаний фрезеровка применятся в самых нагруженных элементах (панели крыла, лонжероны, стрингера, нервюры, шпангоуты). И не вижу я что у них отметка стоит о применении, например "спецпоковка" или еще что-то. По понятным причинам чертежи не могу выложить. Если не изменяет память то на SSJ-100 тоже много фрезерованных деталей. Но с ними как раз были проблемы и особенно со шпангоутами. То есть "грызут" детали на фрезерных обрабатывающих центрах и очень много. Повторюсь. То что вы написали это "учебная" научная истина. Подобное применяется в практике. Но не все так просто с технологией (казалось бы...). Ну и немного фотографий для разнообразия:
Dassault Falcon 8X (кессон крыла, фрезерованные панели, нервюры и лонжероны)

Dornier Do-228NG категории АП-23 (фрезерованные панели кессона крыла, силовые нервюры пояса и стенки лонжеронов)

Насчет КБ не волнуйтесь. Я 15 лет работал в специализированной НИ организации. С КБ мы работали по договорам. В основном это был Опыт и ЦАГИ. Немного Кулон и КБ Антонова. Кстати, решили мы проблему, которая оказалась не по зубам ребятам (хорошим), работавшим над Су-26М/29 (это для лапшина). С падением железного занавеса стала доступна информация по методам проектирования и конструирования ведущих КБ Запада. Сейчас я работаю на АРЗ. Это намного интереснее, чем в КБ. У нас довольно хорошие отношения с КБ-разработчиком самолета.

Я давно перестал волноваться. И не со злым умыслом спросил вас о том, где работали. Просто по вашим суждениям прослеживался больше научный подход, что собственно вы и подтвердили. Мне просто интересно было понять вашу логику. Мне понятно, благодарю!